OSI参照モデル

luagate/osi-model-introOSI参照モデル入門23ネットワーク

上から下へ、全 23 枚そのまま並べています。

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OSI参照モデル入門

OSI参照モデル

通信を7階層で理解する 〜トラブル切り分けの地図〜

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目次

今日の流れ

1. なぜ「階層」で考えるのか

2. OSI 7階層の全体像

3. 各層の役割と具体例

4. TCP/IPとの対応・覚え方

5. まとめと振り返り

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OSI参照モデル入門 - イントロ

今日のゴール

この時間で身につけてほしいことです。

  • 通信を「層」で考える意味が分かる
  • OSI 7階層の名前と並びをイメージできる
  • 各層がどんな仕事をしているか説明できる
  • TCP/IPモデルとの対応が分かる
  • トラブル切り分けに役立つ理由が分かる
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OSI参照モデル入門 - イントロ

OSI参照モデル とは

通信の役割を7つの層に分けて整理した、世界共通の「地図」です。

OSI参照モデル(OSI Reference Model)

ネットワーク通信の機能を7つの層に分けて整理した国際標準のモデル。各層が何を担当するかを定め、通信を体系的に理解・設計・診断できるようにする。

通信の役割を7階層に分けて整理

学習や障害切り分けの共通言語になる

実際の通信はTCP/IPモデルで動く

OSIは「理解のための地図」として使う

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OSI参照モデル入門 - イントロ

なぜ「階層」で考えるのか

層に分けると、複雑な通信を整理して扱えるようになります。

役割を分担
  • 各層が自分の仕事に集中
  • 全体が見通しやすい
差し替えやすい
  • 1つの層だけ交換できる
  • 他の層に影響しにくい
原因を切り分け
  • どの層の問題か特定
  • 直すべき場所が分かる
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OSI参照モデル入門 - イントロ

OSI 7階層の全体像

上から下へ、アプリの会話から物理的な信号まで、役割が並んでいます。

  • 第7層 アプリケーション層
  • 第6層 プレゼンテーション層
  • 第5層 セッション層
  • 第4層 トランスポート層
  • 第3層 ネットワーク層
  • 第2層 データリンク層 / 第1層 物理層
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OSI参照モデル入門 - 各層

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第2部 各層の役割

下の層から積み上げて理解する

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OSI参照モデル入門 - 各層

第1層 物理層

いちばん下、ケーブルや電波など「物理的な信号」を扱う層です。

物理層(Physical Layer)

データを電気信号・光・電波などの物理的な形にして実際に伝える層。ケーブルやコネクタ、電圧の規格などを扱う。

0と1を物理信号に変換する

LANケーブル・光ファイバ・電波

コネクタや電圧の規格を定める

「ものとしての通信路」を担当

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OSI参照モデル入門 - 各層

第2層 データリンク層

隣り合う機器の間で、信号を「意味のあるかたまり」にして渡す層です。

データリンク層(Data Link Layer)

直接つながった機器同士でデータを正しく受け渡す層。MACアドレスで隣の相手を特定し、誤りの検出も行う。

MACアドレスで隣の機器を識別

フレームという単位でやり取り

スイッチが活躍する層

伝送中の誤りを検出する

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OSI参照モデル入門 - 各層

第3層 ネットワーク層

離れた相手まで、どの経路で届けるかを決める層です。

ネットワーク層(Network Layer)

IPアドレスを使って、離れた相手まで最適な経路でデータを届ける層。ルーターがこの層で経路を選ぶ。

IPアドレスで宛先を特定

ルーターが経路を選ぶ

ネットワークをまたいで届ける

TCP/IPのIPがここに対応

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OSI参照モデル入門 - 各層

第4層 トランスポート層

データが「確実に・順番どおり」届くかを管理する層です。

トランスポート層(Transport Layer)

端から端までのデータ転送を管理する層。届いたかの確認や順序の保証を行い、ポート番号でサービスを区別する。

TCP / UDP がここに対応

届いたか確認し、順番をそろえる

ポート番号でサービスを区別

信頼性や速さを担当する

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OSI参照モデル入門 - 対応

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第3部 上位層と対応関係

第5〜7層・TCP/IPとの対応

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OSI参照モデル入門 - 対応

第5〜7層(まとめて)

上位3層は「アプリ寄り」の役割です。実務ではまとめて扱われることも多いです。

第5層 セッション層
  • 会話の開始〜終了を管理
  • 通信の区切りを保つ
第6層 プレゼンテーション層
  • 文字コードや暗号化の変換
  • 表現形式をそろえる
第7層 アプリケーション層
  • アプリが直接使う
  • HTTP・SMTPなど
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OSI参照モデル入門 - 対応

各層の具体例マッピング

各層が「何で・どこで」現れるかを具体例で対応づけます。

代表例
機器/技術

アプリケーション層

HTTP / SMTP / DNS

Webブラウザ

トランスポート層

TCP / UDP

ポート番号

ネットワーク層

IP

ルーター

データリンク層

MACアドレス

スイッチ

物理層

電気/光/電波

LANケーブル

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OSI参照モデル入門 - 対応

OSI と TCP/IP モデルの対応

7階層のOSIと、実用的な4階層のTCP/IPは、こう対応します。

OSI(7階層)

  • 第7 アプリケーション
  • 第6 プレゼンテーション
  • 第5 セッション
  • 第4 トランスポート
  • 第3 ネットワーク
  • 第2 データリンク / 第1 物理

TCP/IP(4階層)

  • アプリケーション層 ← OSIの第5〜7をまとめる
  • トランスポート層 ← OSIの第4に対応
  • インターネット層 ← OSIの第3に対応
  • ネットワーク層 ← OSIの第1〜2をまとめる
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OSI参照モデル入門 - 活用

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第4部 覚え方と活用

語呂合わせとトラブル切り分け

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OSI参照モデル入門 - 活用

覚え方(語呂合わせ)

第1層から順に頭文字をつなげて覚えると忘れにくいです。

  • 物理 → データリンク → ネットワーク → トランスポート → セッション → プレゼン → アプリ
  • 「ぶ・で・ね・と・せ・ぷ・あ」と下から唱える
  • 上からなら「アプリの会話 → 物理の信号」の順
  • 層の順番が分かると役割も思い出しやすい
  • まず4層(物・デ・ネ・ト)を確実に覚える
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OSI参照モデル入門 - 活用

トラブル切り分けに役立つ理由

「どの層の問題か」を順に確認すると、原因に早くたどり着けます。

下から疑う
  • まずケーブル・電源(物理)
  • 次に接続(リンク)
経路を疑う
  • IP・ルーティング(ネットワーク)
  • pingで到達確認
上位を疑う
  • アプリ・設定(上位層)
  • ログを確認する
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OSI参照モデル入門 - 活用

各層の番号(下から上へ)

7階層の並びを番号で見てみます。下から積み上がるイメージをつかみましょう。

10 層番号86420
1層番号
2層番号
3層番号
4層番号
5層番号
6層番号
7層番号
物理層
データリンク層
ネットワーク層
トランスポート層
セッション層
プレゼン層
アプリ層

出典: OSI参照モデルの階層番号

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OSI参照モデル入門 - まとめ
クイズ

振り返りクイズ

今日の内容を確認しましょう。

IPアドレスを使って離れた相手への経路を決めるのは、OSIの第何層?

A
第1層 物理層
B
第3層 ネットワーク層
C
第4層 トランスポート層
D
第7層 アプリケーション層
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OSI参照モデル入門 - まとめ
答え

振り返りクイズ 解答

IPアドレスを使って離れた相手への経路を決めるのは、OSIの第何層?

A
第1層 物理層
B
第3層 ネットワーク層
C
第4層 トランスポート層
D
第7層 アプリケーション層

IPアドレスで宛先を特定し、ルーターが経路を選ぶのは第3層 ネットワーク層です。第4層は届いたかの確認(TCP/UDP)、第1層はケーブルなど物理的な伝送を担当します。

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OSI参照モデル入門 - まとめ

質疑・次回予告

今日のまとめと、次に学ぶテーマです。質問があればここで受け付けます。

今日のおさらい
  • 通信を7階層に分けて考える地図
  • 各層が役割を分担している
  • 層で考えると障害切り分けが速い
次回予告
  • ポート番号 〜サーバーの窓口〜
  • 1台で複数サービスが動く理由
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OSI参照モデルは「通信を読み解く地図」。7つの層に分けて考えれば、複雑なネットワークも整理でき、トラブルの原因にも早くたどり着けます。

OSI参照モデル入門

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